От чёрных облаков к чёрным дырам

Напомним, что взрыв звезды вызван гигантской ударной волной, родившейся в сердцевине звезды и идущей наружу. Волна не задерживается на поверхности звезды и продолжает свой путь. При удалении от центра взрыва интенсивность ударной волны, естественно, уменьшается. Но в ближайшей окрестности звезды она может быть ещё очень большой. Такая волна, налетая на поблизости расположенное межзвёздное облако, может сообщить ему сильный толчок. Именно этого толчка нам не хватало, чтобы началось сжатие облака, так что предлагаемый механизм разрешает отмеченную в конце гл. 5 трудность, а именно: как начинается сжатие большого разреженного облака? Внешнее давление от ударной волны разрушает баланс всех сил, действующих в облаке газа, в пользу сжатия. Есть ли у нас какие-нибудь свидетельства существования таких ударных волн в окрестности молодых, только образующихся звёзд? Да! Такое свидетельство было получено в 1977 г. двумя астрономами, Хербстом и Ассуза.

Хербсти Ассуза исследовали окрестность астрономического объекта, называемого Большой Пёс R—1. Это остаток сверхновой типа Крабовидной туманности на рис. 52. Как и в Крабе, есть указания на движение газовых частиц наружу, что подтверждает факт взрыва. Оценки показывают, что взрыв имел место за 800 000 лет до момента, наблюдаемого сейчас в Большом Псе R—1. Более интересно то, что не слишком далеко от остатков сверхновой наблюдались новые, ещё не попавшие на главную последовательность звёзды. Считается, что эти звёзды, чей возраст оценивается всего лишь примерно в 300 000 лет, вероятно, самые молодые из всех известных астрономам.

Очевидно, что эти звёзды образовались после взрыва. Насколько силён был взрыв? Если мы попытаемся сделать пересчёт от современных наблюдений разлетающегося газа, то для выделившейся при взрыве энергии получим 10⁴⁴ Дж. Для сравнения, Солнцу, мощность которого составляет 4 • 10²⁶ Вт, потребовалось бы 8 миллиардов лет, чтобы излучить такое количество энергии. Какой бы фантастичной не казалась эта цифра по отношению к обычным звёздам, она характеризует энергию взрыва сверхновой.

А есть ли какие-то свидетельства взрыва звезды, скажем, в виде неразорвавшегося остатка, т.е. внутреннего ядра? Действительно, звезда видна, но не внутри остатка сверхновой, а снаружи. При этом оказывается, что звезда улетает от остатка сверхновой с необычно большой скоростью. Может ли это быть той звездой, чья внешняя оболочка сброшена в результате взрыва сверхновой? Возможное объяснение такому ходу событий даёт аналогия с выстрелом из ружья. Точно так же, как ружьё испытывает отдачу при выстреле, так и упомянутая звезда после сбрасывания оболочки получила отдачу в противоположном направлении. На рис. 55 показано, каким образом возникает большая скорость отдачи при взрыве асимметричной продолговатой оболочки. Измеренная скорость звезды укладывается в рамки гипотезы отдачи.

Рис. 55. В результате несимметричного взрыва сверхновой (а) оболочка может оказаться вдали от уцелевшего ядра, которое за счёт эффекта отдачи приобретает большую скорость (б)

Итак, есть убедительные доказательства связи образования новых звёзд с предшествующим взрывом сверхновой, это придаёт дополнительную силу гипотезе, что образование звёзд в ГМО вызывается взрывами звёзд предыдущего поколения. Таким образом; наша история жизни звезды совершила полный круг, связав разрушение одной звезды с рождением другой!

Но кое-что может случиться в жизни звезды даже после её кажущегося разрушения во взрыве сверхновой.

Глава 9 СВЕРХПЛОТНЫЕ ЗВЁЗДЫ

Масса Солнца равна 2•10³⁰ кг, а его радиус 7•10⁸ м. Если бы это был однородный шар из вещества, его средняя плотность равнялась бы 1,4•10³ кг/м³, т.е. примерно на 40% больше плотности воды. Конечно, Солнце неоднородно, и плотность в нём меняется от очень малого значения, меньшего чем десять миллионных частей плотности воды на внешней поверхности (в фотосфере), до значения, в сотни раз большего плотности воды в центре.

Однако существуют звёзды, значительно более компактные и значительно более плотные, чем Солнце. Представим, что Солнце сжато со всех сторон и превратилось в шар размером лишь в одну сотую теперешнего. Плотность Солнца при этом увеличится в миллион раз. Такие звёзды являются белыми карликами, и помещаются они в левой нижней части диаграммы Г—Р. Как образуются эти звёзды?